GdBa_2Cu_(3-x)Fe_xO_(7-δ)超导体系结构相变及拉曼谱特征

采用固态反应法制备了GdBa2Cu3-xFexO7-δ(x=0.00-0.30)系列样品,利用X射线衍射、拉曼光谱以及电测量技术对体系的晶体结构、拉曼散射谱特征以及电输运特性进行了系统研究。结果表明,当Fe掺杂量在x=0.05-0.10区间时,体系的晶体结构发生了从正交相到四方相的转变。通过对拉曼光谱中典型振动模的指认及振动模随Fe掺杂量的变化规律,得到了拉曼谱随体系正交-四方结构相变的变化特征:对于具有正交相的x=0.00-0.05样品,拉曼谱具有五个与正交相结构相对应的特征峰;而对于具有四方相的x=0.10-0.30样品,随Fe掺杂量增加,振动模强度变弱,且典型振动模发生了不同程度的展宽或频移。电输运测量表明,随Fe掺杂量的增加,超导临界温度Tc降低,正常态电阻率增加且发生了金属-半导体相变。

纳米微粒BaFe12O19掺杂对单畴超导块材GdBa2Cu3O7-δ性能的影响

磁通钉扎性能对GdBa_2Cu_3O_(7-δ)超导块材的实际应用具有重要的影响,而引入合适的第二相粒子可以改善GdBa_2Cu_3O_(7-δ)超导块材的磁通钉扎性能.本文采用顶部籽晶熔融织构法成功地制备出纳米微粒BaFe_(12)O_(19)(<100 nm)掺杂的超导块材,样品的最终组分为Gd123+0.4 Gd211+x BaFe_(12)O_(19)(x=0,0.2 mol%,0.4 mol%,0.8 mol%)+10 wt%Ag_2O+0.5 wt%Pt.通过研究不同掺杂量的BaFe_(12)O_(19)微粒对GdBa_2Cu_3O_(7-δ)超导块材微观结构和超导性能的影响,结果表明当掺杂量为0.2 mol%时,样品的临界电流密度几乎在整个外加磁场下都有明显的提高.在零场下,临界电流密度达到5.5×104A/cm2.纳米微粒BaFe_(12)O_(19)不仅可以保持掺杂前的化学组成,作为有效的钉扎中心存在于超导块材中,并且能够改善Gd_2BaCuO_5粒子的分布和细化Gd_2BaCuO_5粒子,使Gd_2BaCuO_5粒子的平均粒径由未掺杂时的1.4μm减小到掺杂后的0.79μm,进而提高了超导块材的临界电流密度和俘获磁场,明显提高了GdBa_2Cu_3O_(7-δ)超导块材的超导性能.临界温度TC也有所提升,并能够维持在92.5 K左右.该结果为进一步研究纳米磁通钉扎中心的引入并改善GdBa_2Cu_3O_(7-δ)超导块材的性能有着重要的意义.

GdBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜样品中的不可逆线

分别测量了GdBa2Cu3O7-δ薄膜样品在H//c和H//ab时多个磁场下以及H=4T时不同角度下的的R-T曲线。低电阻区的电阻温度关系可以用磁通玻璃模型来解释,从中得到不可逆磁场-温度关系与R-T曲线上R/Rn=0.05%定义的磁场-温度关系相一致。H//c和H//ab两种情形下得到的磁场-温度关系具有较大差别表明不同的晶轴方向存在着不同的磁通钉扎行为。基于三维Ginzburg-Landau理论的有效磁场标度方程得到恒定磁场下不可逆温度随角度的变化关系获得了各向异性参数γ=7.3,表明GdBa2Cu3O7-δ薄膜的各向异性较大。

La系收缩效应对RBa_2Cu_3Q_(7-δ)体系局域电子结构和超导电性的影响

用固态反应法制备了RBa2 Cu3O7 δ(R 12 3)系列样品 ,其中R =Tm ,Dy ,Gd ,Eu ,Nd和Y .利用正电子湮没技术以及x射线衍射等实验技术研究了稀土离子半径r对材料局域电子结构和晶体结构以及超导电性的影响 .实验结果表明 ,正电子寿命参量τ1 ,τ2 均随R3+ 半径增加而单调增加 ;据此所给出的局域电子密度ne,随稀土离子半径的增加表象出单调减小的趋势 .

四方到正交YBa_2Cu_3O_(7-δ)过渡体系的超导电性

在不同的退火温度下,由空气淬火方法制备出理想正交相和典型四方相的YBa_2Cu_3O_(7-δ)。单相样品,以及结构介于两者之间的过渡相样品。从X光衍射、电阻温度关系、交流磁化率温度关系等实验结果我们得到了如下结论:(1)样品的结构随着淬火温度的逐渐降低而产生由四方相向正交相的过渡;(2)YBa_2Cu_3O_(7-δ)四方相直至2.4K都是不超导的;(3)过渡体系样品中超导临界温度的高低依赖于样品结构的正交畸变程度;(4)本文中首次发现了不超导的四方相在100K附近结构相变可能存在的证据;(5)淬火温度较高的样品在高温区(>100K)的电导特性可以用样品中氧缺位的影响加以解释。